КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБЛИЦОВОЧНОЙ ПЛИТКИ

КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБЛИЦОВОЧНОЙ ПЛИТКИ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2278089 (13) C1

(51) МПК
C04B 33/16 (2006.01)
C04B 33/00 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2006.06.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2005115265/03 
(22) Дата подачи заявки: 2005.05.19 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.05.19 
(45) Опубликовано: 2006.06.20 
(56) Аналоги изобретения: RU 2093491 C1, 20.10.1997.

SU 1204604 А1, 15.01.1986.

SU 833823 А, 30.05.1981.

GB 189922825 А, 15.11.1900.

JP 11106245 А, 20.04.1999. 
(72) Имя изобретателя: Щербина Нина Федоровна (RU); Кочеткова Татьяна Викторовна (RU); Елисеева Валентина Ивановна (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра Российской академии наук (RU) 
(98) Адрес для переписки: 184209, Мурманская обл., г. Апатиты, ул. Ферсмана, 14, Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского НЦ РАН, В.П. Ковалевскому 

(54) КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБЛИЦОВОЧНОЙ ПЛИТКИ
Изобретение относится к керамической промышленности и может быть использовано в производстве облицовочной керамической плитки для внутренних отделочных работ. Техническим результатом изобретения является снижение водопоглощения и линейной огневой усадки получаемой плитки и увеличение ее прочности при изгибе при одновременном понижении температуры обжига. Указанный технический результат достигается тем, что керамическая масса включает глину легкоплавкую, отходы обогащения медно-никелевых руд и нефелиновый концентрат при следующем соотношении компонентов, мас.%: глина легкоплавкая - 30-40; отходы обогащения медно-никелевых руд - 50-55; нефелиновый концентрат - 7-15. Отходы обогащения медно-никелевых руд имеют следующий состав, мас.%: хлорит, гидрохлорит - 55,8-58,32, серпентиновые минералы - 11,3-14,65, тальк - 11,15-13,8, титаномагнетит, магнетит, хромит - 7,18-8,0, гипс - 1,95-2,10, альбит - 2,0-2,3, кварц - 1,98-2,21, пироксены - 1,0-1,56, амфиболы - 4,0-5,05. Используемый нефелиновый концентрат содержит 81-85 масс. % нефелина и 5-10 масс. % полевых шпатов. Использование предлагаемой массы позволяет получать облицовочные плитки, имеющие водопоглощение 8,3-12,8 %, прочность при изгибе до 25,9 МПа при температуре обжига 1050-1100°С и линейной огневой усадке 0,1-1,4 %. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к керамической промышленности и может быть использовано в производстве облицовочной керамической плитки для внутренних отделочных работ.

При изготовлении строительных керамических изделий широко используются промышленные отходы горнорудных и металлургических предприятий. Такие отходы имеют сложный минеральный состав, что отрицательно сказывается на технических характеристиках получаемых изделий. При производстве керамических изделий, в том числе облицовочной керамической плитки, с использованием отходов обогащения медно-никелевых руд общими недостатками получаемых изделий являются высокое водопоглощение и низкие прочностные характеристики. Для улучшения эксплуатационных свойств применяют повышенные температуры обжига изделий, что вызывает деформацию и оплавление части изделий, увеличивая процент брака. Кроме того, повышаются энергозатраты при обжиге изделий. Оптимальной температурой обжига при получении керамических изделий для внутренних отделочных работ является температура в диапазоне 1050-1100°С.

Известна керамическая масса для изготовления облицовочной плитки (см. Глодин Ю.Н. Отходы (хвосты) флотации медно-никелевых руд как сырьевой материал для производства кислотоупорных и износоустойчивых керамических изделий: Труды НИИ строительной керамики.- М., 1966, вып.26, с.37-59), включающая 50 мас.% глины легкоплавкой и 50 мас.% отходов обогащения медно-никелевых руд.

Отходы обогащения медно-никелевых руд имеют следующий минералогический состав, мас.%:

Оливины 35-40 
Серпентины, хлорит, тальк 17-19 
Пироксены 25-30 
Флогопит 7-9 
Магнетит 9-11 
Пирротин 0,2-0,3 


Получаемая облицовочная плитка в интервале температур обжига 1050-1100°С имеет водопоглощение 10,9-13,8%, прочность при изгибе не более 9,0 МПа, линейную огневую усадку 0,5-2,3%.

Недостатком данной керамической массы является повышенное водопоглощение, невысокая прочность при изгибе получаемых изделий и их повышеннная линейная огневая усадка.

Известна также керамическая масса для изготовления облицовочной плитки (см. патент РФ № 2093491, МПК6 С 04 В 33/00, 1997), включающая глину легкоплавкую и отходы обогащения медно-никелевых руд, взятые в соотношении 1:0,67-0,80, что соответствует их содержанию, мас.%: глина легкоплавкая 40,1-44,4, отходы обогащения медно-никелевых руд 55,6-59,9.

Отходы обогащения медно-никелевых руд имеют следующий состав, мас.%:

Серпентиновые минералы 50,0-90,0 
Тальк 0,3-20,0 
Магнетит 5,0-15,0 
Оливины, пироксены, амфиболы 0,2-20,0 
Кальцит, доломит 0,1-5,0 
Пирротин, пирит, пентландит, 
халькопирит 1,0-3,0 


Температура обжига керамической массы составляет 1100-1170°С. Получаемые при этом изделия имеют водопоглощение 11-14%, прочность при изгибе 15,7-29,0 МПа. При снижении температуры обжига до 1080°С указанные свойства ухудшаются: водопоглощение повышается до 17%, прочность при изгибе снижается до 15 МПа.

Недостатком известной керамической массы является повышенное водопоглощение получаемых плиток и недостаточно высокая их прочность при изгибе. К недостаткам известной массы следует также отнести повышенную (свыше 1100°С) температуру обжига получаемых изделий, что увеличивает их линейную огневую усадку.

Техническим результатом изобретения является снижение водопоглощения и линейной огневой усадки получаемой плитки и увеличение ее прочности при изгибе при одновременном понижении температуры обжига.

Указанный технический результат достигается тем, что керамическая масса для изготовления облицовочной плитки, включающая глину легкоплавкую и отходы обогащения медно-никелевых руд, согласно изобретению дополнительно содержит нефелиновый концентрат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Глина легкоплавкая 30-40 
Отходы обогащения медно-никелевых руд 50-55 
Нефелиновый концентрат 7-15 


Технический результат достигается также тем, что отходы обогащения медно-никелевых руд имеют следующий состав, мас.%:

Хлорит, гидрохлорит 55,8-58,32 
Серпентиновые минералы 11,3-14,65 
Тальк 11,15-13,8 
Титаномагнетит, магнетит, хромит 7,18-8,0 
Гипс 1,95-2,10 
Альбит 2,0-2,3 
Кварц 1,98-2,21 
Пироксены 1,0-1,56 
Амфиболы 4,0-5,05 


Технический результат достигается и тем, что нефелиновый концентрат содержит 81-85 мас.% нефелина и 5-10 мас.% полевых шпатов.

Введение нефелинового концентрата указанного состава в сочетании с другими компонентами керамической массы обеспечивает образование стекловидных расплавов, которые разрушают частицы тугоплавких окислов, вовлекая в расплав новые окислы с образованием единого монолита. Это улучшает процесс спекания и обеспечивает снижение водопоглощения при пониженных температурах обжига.

Используемая легкоплавкая глина относится к каолинито-гидрослюдистым. Введение в состав керамической массы глины в количестве 30-40 мас.% позволяет получить необходимое количество алюмосиликатного расплава, обеспечивающего спекание массы, что повышает прочностные характеристики и снижает водопоглощение получаемых изделий.

Основными компонентами отходов обогащения медно-никелевых руд являются хлориты и гидрохлориты, имеющие каолинитоподобную структуру. Это позволяет улучшить формовочные свойства массы, интенсифицировать процесс спекания за счет более раннего появления расплава пониженной вязкости и, как следствие, формирование плотного черепка с повышенными физико-механическими характеристиками: прочностью и водопоглощением. Кроме того, используемые отходы имеют крупность менее 0,01 мм, что не требует их дополнительного измельчения, а также высокую удельную поверхность, что обеспечивает хорошую реакционную способность при обжиге.

Введение в керамическую массу отходов обогащения медно-никелевых руд в количестве менее 50 мас.% и глины в количестве более 40 мас.% вызывает в расплаве интенсивную кристаллизацию определенных фаз, в частности анортита, что приводит к ухудшению спекаемости массы и, как следствие, увеличению водопоглощения и снижению прочности при изгибе готовых изделий.

Содержание в керамической массе отходов более 55 мас.% при содержании нефелинового концентрата менее 7 мас.% увеличивает водопоглощение изделий в результате неполного связывания оксидов кальция и магния, содержащихся в отходах.

При содержании нефелинового концентрата менее 7 мас.% и содержании глины менее 30 мас.% происходит образование недостаточного количества жидкой фазы, что приводит к понижению прочности при изгибе изделий и требует повышенной температуры обжига.

Содержание нефелинового концентрата более 15 мас.% при повышенном (более 40 мас.%) содержании глины приводит к образованию стеклофазы с микротрещиноватой структурой, в результате чего снижается прочность и увеличивается линейная огневая усадка керамической плитки.

Керамическую массу предлагаемого состава готовят по следующей технологии. Глину легкоплавкую смешивают с нефелиновым концентратом в заявленных соотношениях и подвергают предварительному помолу в течение 3 ч до обеспечения крупности менее 0,05 мм. Затем добавляют отходы обогащения медно-никелевых руд в количестве 50-55 мас.% и перемешивают в течение 1 ч. Полученную смесь увлажняют водой до влажности 7-9% и формуют изделия прессованием в два этапа. Первоначально для удаления воздуха образцы прессуют при удельном давлении 5 МПа, а затем при давлении 21 МПа. Для исключения деформации при обжиге сушку отформованных изделий проводят в течение 20 мин при температуре 240°С. Обжиг изделий ведут при температуре 1050-1100°С.

Примеры составов керамической массы приведены в Таблице 1. Основные характеристики полученных керамических плиток приведены в Таблице 2.

Таблица 1 
Компоненты керамической массы Содержание компонентов в составах массы, мас.% 
Пример 1 Пример 2 Пример 3 
Глина легкоплавкая 30 38 40 
Отходы обогащения 55 50 53 
Нефелиновый концентрат 15 12 7 


Из данных Таблиц 1 и 2 видно, что керамическая масса согласно заявляемому изобретению по сравнению с прототипом позволяет получать облицовочные плитки, имеющие пониженное (8,3-12,8%) водопоглощение, более высокую (до 25,9 МПа) прочность при изгибе при температуре обжига 1050-1100°С и пониженной (0,1-1,4%) линейной огневой усадке.

Таблица 2 
Показатель Составы керамической массы Составы по прототипу 
Пример 1 Пример 2 Пример 3 1 2 3 
Температура обжига, °С 1050 1100 1050 1100 1050 1100 1080 1120 1170 1100 
Прочность при изгибе, МПа 17,6 22,1 20,5 25,9 18,1 24,2 15,0 24,0 29,0 15,7 
Водопоглощение,% 12,8 9,5 11,0 8,3 11,8 9,0 17,0 12,0 11,0 14,0 
Кажущаяся плотность, г/см3 2,41 2,44 2,43 2,48 2,38 2,46 2,45 2,60 2,60 2,50 
Температурный коэффициент линейного расширения, · 10-6°C -1 5,45 5,90 5,35 5,85 5,40 5,88 - - - - 
Линейная огневая усадка,% 0,2 1,4 0,1 1,0 0,2 1,3 - - - - 






ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки, включающая глину легкоплавкую и отходы обогащения медно-никелевых руд, отличающаяся тем, что масса дополнительно содержит нефелиновый концентрат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Глина легкоплавкая 30-40 
Отходы обогащения медно-никелевых руд 50-55 
Нефелиновый концентрат 7-15 


2. Керамическая масса по п.1, отличающаяся тем, что отходы обогащения медно-никелевых руд имеют следующий состав, мас.%:

Хлорит, гидрохлорит 55,8-58,32 
Серпентиновые минералы 11,3-14,65 
Тальк 11,15-13,8 
Титаномагнетит, магнетит, хромит 7,18-8,0 
Гипс 1,95-2,10 
Альбит 2,0-2,3 
Кварц 1,98-2,21 
Пироксены 1,0-1,56 
Амфиболы 4,0-5,05 


3. Керамическая масса по п.1, отличающаяся тем, что нефелиновый концентрат содержит 81-85 мас.% нефелина и 5-10 мас.% полевых шпатов.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru